上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を有する。
使用者の手指の第一関節より先端側の指腹に取り付けられ、触診時に触診対象部位の酸素濃度を測定するための触診用近赤外酸素濃度センサであって、
前記指腹に取り付けられる基材と、
前記基材に設けられ、近赤外光を含む少なくとも2波長の光を被検体に照射する発光手段と、
前記基材に設けられ、前記発光素子から前記被検体を経由した測定光を受光する受光手段と、
少なくとも前記発光手段又は前記受光手段と前記指腹との間に設けられる遮光手段と、
を有する
触診用近赤外酸素濃度センサ。In order to solve the above problems, the present invention has the following configuration.
A near-infrared oxygen concentration sensor for palpation, which is attached to the finger pad on the tip side from the first joint of the user's finger and for measuring the oxygen concentration of the site to be palpated during palpation,
A base material attached to the finger pad;
A light emitting means that is provided on the substrate and irradiates the subject with light of at least two wavelengths including near infrared light;
A light receiving means provided on the base material for receiving measurement light from the light emitting element via the subject; and
Light shielding means provided at least between the light emitting means or the light receiving means and the finger pad;
A near infrared oxygen concentration sensor for palpation.
前記手指は人差し指又は中指が好適に用いられ得るが、これに限定されるものではない。
前記指腹は手指の第一関節より先端側で爪とは反対側の面で指紋がある部分である。
前記基材は平板状の基板が好適に用いられ得るが、これに限定されるものではない。
前記発光手段はLEDが好適に用いられ得るが、これに限定されず、光ファイバなどで外部から導光しても構わない。
前記発光手段から照射される光の波長は735nm及び870nmが好適に用いられ得るが、体内組織中の酸素濃度が測定できるものであればこれに限定されるものではない。
前記受光手段はフォトダイオード又はフォトトランジスタが好適に用いられ得るが、これに限定されず、光ファイバなどを介在させて受光素子を離れたところに配置しても構わない。The index finger or the middle finger can be suitably used as the finger, but is not limited thereto.
The finger pad is a portion where there is a fingerprint on the surface on the tip side from the first joint of the finger and on the side opposite to the nail.
The substrate may be a flat substrate, but is not limited thereto.
As the light emitting means, an LED can be suitably used. However, the light emitting means is not limited to this, and the light emitting means may be guided from the outside by an optical fiber or the like.
The wavelength of light emitted from the light emitting means can be preferably 735 nm and 870 nm, but is not limited to this as long as the oxygen concentration in the body tissue can be measured.
A photodiode or a phototransistor can be suitably used as the light receiving means, but the light receiving means is not limited to this, and the light receiving element may be disposed at a distance from the optical fiber.
前記遮光手段は、使用者の指を経由した測定光が受光手段に導かれないようにするものである。
前記遮光手段については、使用者の指からの測定光を受光しないようにできれば材質は何でもよく、例えば黒色のゴム材などが用いられる。また、前記遮光手段は前記基材と別に設けても良いし、前記基材そのものが遮光性能を有していても良い。
前記発光手段は1つでも良いし、複数でもよい。また、前記受光手段も1つでも良いし、複数でもよい。The light shielding means prevents the measurement light passing through the user's finger from being guided to the light receiving means.
The light shielding means may be made of any material as long as it does not receive the measurement light from the user's finger. For example, a black rubber material is used. The light shielding means may be provided separately from the base material, or the base material itself may have a light shielding performance.
There may be one or more light emitting means. Further, the light receiving means may be one or plural.
前記発光手段と前記受光手段との間の最小距離が3mm以上であり、最大距離が15mm以下であることが好ましい。
前記最小距離は、発光手段又は受光手段が複数ある場合は、最も距離の小さい発光手段と受光手段との組み合わせ間の距離であり、発光手段又は受光手段が所定の面積を有している場合は、発光手段と受光手段の端部間の最小距離である。
前記最大距離は、発光手段又は受光手段が複数ある場合は、最も距離の大きい発光手段と受光手段との組み合わせ間の距離であり、発光手段又は受光手段が所定の面積を有している場合は、発光手段と受光手段の端部間の最大距離である。
前記触診用近赤外酸素濃度センサの被検体と接触する面は、平坦でも良いし、発光手段や受光手段などが突出した凹凸構造を有していても良い。センサ表面が凹凸構造を有していると、触診の際に体毛(胎児の頭髪など)をかき分けて発光手段及び受光手段を被検体表面に接触させることができ、操作性が増す。一方で、測定対象部位によってはセンサ表面は平坦の方が良い場合もあり、用途に応じて最適な方を選択すれば良い。Preferably, the minimum distance between the light emitting means and the light receiving means is 3 mm or more, and the maximum distance is 15 mm or less.
The minimum distance is the distance between the combination of the light emitting means and the light receiving means having the shortest distance when there are a plurality of light emitting means or light receiving means, and the light emitting means or the light receiving means has a predetermined area. , The minimum distance between the ends of the light emitting means and the light receiving means.
The maximum distance is the distance between the combination of the light emitting means and the light receiving means having the longest distance when there are a plurality of light emitting means or light receiving means, and the light emitting means or the light receiving means has a predetermined area. The maximum distance between the ends of the light emitting means and the light receiving means.
The surface in contact with the subject of the near-infrared oxygen concentration sensor for palpation may be flat or may have a concavo-convex structure from which light emitting means, light receiving means, etc. protrude. When the sensor surface has a concavo-convex structure, body light (fetal hair, etc.) can be scraped off during palpation, and the light emitting means and the light receiving means can be brought into contact with the subject surface, thereby improving operability. On the other hand, depending on the region to be measured, the sensor surface may be flat, and an optimal one may be selected according to the application.
本発明は、使用者の手指の第一関節より先端側の指腹に取り付けるための特有の構成を有しており、触診の操作性を損なわずにセンサ部分を体腔内の測定対象部位に接触させて当該部位の組織内の酸素濃度を測定することができる。具体的には、センサ部分(発光手段及び受光手段)の裏側(使用者の指側)に遮光手段を設けることにより、使用者の組織内から情報を遮断して、被検体からの情報のみを取得できるようにしている。また、指腹に取り付けるために、発光手段と受光手段との最大距離を15mm以下にすることが好ましい。発光手段と受光手段との間の距離は組織内の情報を取得するために一定距離以上で必要であり、特許文献1に対応する市販の胎児用パルスオキシメータ(NEELCOR社、Oxifirst)ではセンサ部分の長さは約40mmであるが、本発明では酸素濃度を演算するアルゴリズムに工夫を加えることにより最大距離15mm以下を実現している。さらに、本発明は触診用であるため一般的に近赤外線が透過する透明あるいは半透明の診察用手袋を着用して使用される。本発明では、発光手段と受光手段との間の最小距離を3mm以上にすることと、近赤外線が透過する手袋の使用により、発光手段からの光が手袋内を通って受光手段に直接導かれることを防いでいる。The present invention has a specific configuration for attaching to the finger pad on the distal end side from the first joint of the user's finger, and the sensor portion is brought into contact with the measurement target site in the body cavity without impairing the operability of palpation. Thus, the oxygen concentration in the tissue at the site can be measured. Specifically, by providing light shielding means on the back side (user finger side) of the sensor portion (light emitting means and light receiving means), information is blocked from the user's tissue, and only information from the subject is obtained. You can get it. In order to attach to the finger pad, the maximum distance between the light emitting means and the light receiving means is preferably 15 mm or less. The distance between the light emitting means and the light receiving means is required to be a certain distance or more in order to acquire information in the tissue. In the commercially available fetal pulse oximeter (NEELCOR, Oxifirst) corresponding toPatent Document 1, the sensor portion Is about 40 mm, but in the present invention, the maximum distance of 15 mm or less is realized by adding a device to the algorithm for calculating the oxygen concentration. Furthermore, since the present invention is for palpation, it is generally used by wearing transparent or translucent diagnostic gloves that transmit near infrared rays. In the present invention, by setting the minimum distance between the light emitting means and the light receiving means to 3 mm or more and using a glove that transmits near infrared rays, light from the light emitting means is directly guided to the light receiving means through the glove. It prevents that.
本発明は、子宮内の胎児の頭皮に接触させて胎児の酸素濃度を測定するのに好適に用いられ得る。医師は分娩進行状態を診るために頻繁に内診を行い、内診の際には必ず胎児の頭皮に触れて診察をする。この際に、本発明の触診用近赤外酸素濃度センサを指先に取り付けることで、胎児の頭皮にセンサを確実に接触させることでき、胎児の酸素濃度を測定することができる。本発明のセンサは極めて小型であるので、通常の内診による診察と同じ手技で診察及び酸素濃度測定を行うことが可能である。The present invention can be suitably used for measuring the fetal oxygen concentration by contacting the fetal scalp in the uterus. Doctors frequently perform internal examinations to check the progress of labor, and always make a medical examination by touching the scalp of the fetus. At this time, by attaching the near-infrared oxygen concentration sensor for palpation of the present invention to the fingertip, the sensor can be reliably brought into contact with the scalp of the fetus, and the oxygen concentration of the fetus can be measured. Since the sensor of the present invention is extremely small, it is possible to perform a diagnosis and an oxygen concentration measurement by the same technique as a normal internal examination.
なお本発明は、子宮内の胎児の他、医師が指で触れることが可能な部位であればどこにでも用いることができる。例えば、体腔内(口腔内、直腸など)の部位や、手術中の部位(例えば、心臓など)に用いることができる。心筋梗塞の手術中に用いれば、心臓のどこの部分の酸素濃度が低下しているかを把握することが可能である。そのほか、医師が手術中に触れることができる腹腔内や胸腔内のすべての臓器が対象になり、例えば、肝臓、胃、脾臓、膵臓、腸などが測定対象になり得る。また、口腔内や腋窩などで用いれば、脳に近い部分の酸素濃度を直接測定することができ、特に従来の指に装着するパルスオキシメータでは測定困難であった重篤患者の状態を素早く診断することができる。さらに、医師が触れながら部位を特定してその部位の酸素濃度を測定できることから、体表のどの部位の皮膚上からでも用いることができる。例えば、新生児の皮膚の部位別酸素動態の把握などにも用いることが可能である。It should be noted that the present invention can be used anywhere as long as the doctor can touch it with a finger in addition to the fetus in the uterus. For example, it can be used in a body cavity (in the oral cavity, rectum, etc.) or a site during surgery (for example, heart). If used during surgery for myocardial infarction, it is possible to determine where in the heart the oxygen concentration is reduced. In addition, all organs in the abdominal cavity and thoracic cavity that can be touched by the doctor during the operation are targeted. For example, the liver, stomach, spleen, pancreas, intestine, and the like can be measured. In addition, when used in the oral cavity, axilla, etc., it is possible to directly measure the oxygen concentration in the part close to the brain. In particular, it is possible to quickly diagnose the condition of severe patients that were difficult to measure with a conventional pulse oximeter attached to the finger. can do. Furthermore, since the site | part can be identified and the oxygen concentration of the site | part can be measured while a doctor touches, it can be used from the skin of any site | part of a body surface. For example, it can be used for grasping the oxygen dynamics of each part of the newborn's skin.
また、本発明は以下の好ましい実施態様を有する。
前記受光手段からの測定光に基づいて、前記被検体の酸素化ヘモグロビン濃度、脱酸素化ヘモグロビン濃度及び酸素飽和度の少なくともいずれか1つを算出する演算手段を有する。Moreover, this invention has the following preferable embodiments.
Computation means for calculating at least one of oxygenated hemoglobin concentration, deoxygenated hemoglobin concentration and oxygen saturation of the subject based on the measurement light from the light receiving means.
また、本発明は以下の好ましい実施態様を有する。
前記発光手段及び前記受光手段の合計が3個以上であり、
前記演算手段は、複数の発光手段-受光手段間距離の測定光に基づいて、前記被検体の酸素化ヘモグロビン濃度、脱酸素化ヘモグロビン濃度及び酸素飽和度の少なくともいずれか1つを算出する。
発光手段と受光手段はそれぞれ1個以上あるので、発光手段と受光手段の合計が3個以上となる組み合わせは、発光手段が1個で受光手段が複数個、発光手段が複数個で受光手段が1個、又は、発光手段も受光手段も複数個があり得る。発光手段と受光手段の組み合わせは、好ましくは発光手段が1個で受光手段が複数個、さらに好ましくは発光手段が1個で受光手段が2個である。発光手段が複数個だと発光手段自体の素子のばらつきの影響を受けやすくなるので発光手段は1個で受光手段を複数個とするのが好ましい。Moreover, this invention has the following preferable embodiments.
The total of the light emitting means and the light receiving means is 3 or more,
The calculation means calculates at least one of oxygenated hemoglobin concentration, deoxygenated hemoglobin concentration, and oxygen saturation of the subject based on a plurality of measurement lights of the distance between the light emitting means and the light receiving means.
Since there are one or more light emitting means and one light receiving means, the combination of three or more light emitting means and light receiving means is a combination of one light emitting means, a plurality of light receiving means, a plurality of light emitting means, and a light receiving means. There may be one or a plurality of light emitting means and light receiving means. The combination of the light emitting means and the light receiving means is preferably one light emitting means and a plurality of light receiving means, more preferably one light emitting means and two light receiving means. If there are a plurality of light emitting means, it is easy to be affected by variations in the elements of the light emitting means itself.
本発明はパルスオキシメータとしても使用可能であるが、より好適には、特許文献2及び3に記載されているような、複数の発光手段-受光手段間距離の測定光に基づいて空間的傾きSを求めて組織内の吸光度を求める演算が用いられ得る。パルスオキシメータでは脈動の大きな部分(例えば動脈など)の酸素濃度しか測れないが、空間的傾きSを用いる演算であれば、脈動の小さい部分でも酸素濃度を測定することができ、体表組織などの酸素濃度をより確実に測定することができる。特に、低酸素血症の恐れがある胎児の酸素濃度の測定には有効である。さらに、空間的傾きSを用いる演算では、酸素飽和度だけではなく、酸素化ヘモグロビン濃度と脱酸素化ヘモグロビン濃度の絶対値が測定できるため、より多くの診断情報を得ることができる。The present invention can also be used as a pulse oximeter, but more preferably, the spatial inclination based on the measurement light of the distances between the light emitting means and the light receiving means as described inPatent Documents 2 and 3. An operation for obtaining S to determine the absorbance in the tissue can be used. The pulse oximeter can measure only the oxygen concentration in a portion with a large pulsation (for example, an artery), but if the calculation uses the spatial slope S, the oxygen concentration can be measured even in a portion with a small pulsation, such as a body surface tissue. It is possible to more reliably measure the oxygen concentration. In particular, it is effective in measuring the fetal oxygen concentration, which may cause hypoxemia. Furthermore, in the calculation using the spatial gradient S, not only the oxygen saturation but also the absolute values of the oxygenated hemoglobin concentration and the deoxygenated hemoglobin concentration can be measured, so that more diagnostic information can be obtained.
また、本発明は以下の好ましい実施態様を有する。
前記発光手段と前記受光手段との間の最小距離が3mm以上であり、最大距離が15mm以下である。Moreover, this invention has the following preferable embodiments.
The minimum distance between the light emitting means and the light receiving means is 3 mm or more, and the maximum distance is 15 mm or less.
また、本発明は以下の好ましい実施態様を有する。
前記基材を前記指腹に固定する固定手段を有する。
前記固定手段は、前記基材と前記指腹とを相対的に固定できるものであれば何でも良い。好適例としては、粘着テープにより固定する、バンドにより固定する、指に嵌める指サックに基材を固定する、などがある。また、前記固定手段が前記遮光手段を兼ねていても良い。Moreover, this invention has the following preferable embodiments.
A fixing means for fixing the base material to the finger pad;
The fixing means may be anything as long as it can relatively fix the base material and the finger pad. Preferable examples include fixing with an adhesive tape, fixing with a band, fixing a base material to a finger sack fitted on a finger, and the like. The fixing means may also serve as the light shielding means.
また、本発明は以下の好ましい実施態様を有する。
少なくとも、前記基材、前記発光手段及び前記受光手段を含む部分はディスポーザブルである。
本発明のセンサは被検体の体腔内に挿入して用いられ得るため、少なくとも体腔内に挿入する部分についてはディスポーザブルにすることにより感染症の危険を防ぐことができる。Moreover, this invention has the following preferable embodiments.
At least the part including the base material, the light emitting means and the light receiving means is disposable.
Since the sensor of the present invention can be used by being inserted into the body cavity of the subject, the risk of infection can be prevented by disposing at least the part to be inserted into the body cavity.
また、本発明は以下の好ましい実施態様を有する。
前記触診用近赤外濃度センサは近赤外光を透過する手袋を着用して使用されるものであり、
前記演算手段は、前記手袋による測定光への影響をキャンセルする手段を有する。
近赤外光を透過する手袋は、例えば、透明又は白色で、プラスチック製やビニール製が用いられ得る。
手袋を着用するとセンサ部と測定対象部位との間に手袋が介在することになる。パルスオキシメータでは脈動による変動分を算出しているので手袋による影響をキャンセルできる。空間的傾きSを用いる演算では、発光手段と受光手段とが十分に離れていれば(3mm以上)、手袋による光の吸収量は距離に依存しなくなるので、複数の発光手段-受光手段間距離の測定光から手袋による影響を取り除くことができる。Moreover, this invention has the following preferable embodiments.
The near infrared density sensor for palpation is used by wearing gloves that transmit near infrared light,
The computing means has means for canceling the influence of the glove on the measuring light.
The gloves that transmit near-infrared light are, for example, transparent or white, and plastic or vinyl can be used.
When gloves are worn, the gloves are interposed between the sensor unit and the measurement target part. Since the pulse oximeter calculates the fluctuation due to pulsation, the effects of gloves can be canceled. In the calculation using the spatial inclination S, if the light emitting means and the light receiving means are sufficiently separated (3 mm or more), the amount of light absorbed by the glove does not depend on the distance. The effect of gloves can be removed from the measurement light.
また、本発明は以下の好ましい実施態様を有する。
前記発光手段及び前記受光手段に接続される信号ケーブルにはフラットケーブルが用いられる。Moreover, this invention has the following preferable embodiments.
A flat cable is used as the signal cable connected to the light emitting means and the light receiving means.